CN113419438A - 一种智能家用服务机器人及智能家电*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能家用服务机器人及智能家电***，包括通信模块、监控模块和控制模块；通信模块从用户处接收指令，并根据指令对家电下达控制信号；监控模块实时监控家电状态和环境状态，并将监控到状态反馈至控制模块；控制模块根据接收到的状态生成控制指令并通过通信模块将控制指令下达至家电。通过通信模块获取用户指令并对家电下达控制信号，监控模块实时监控家电和环境的状态，控制模块自动智能地控制家电，使得智能家用服务机器人不仅能够根据用户指令控制多个家电，还可以将家电和环境的状况反馈至用户，此外还可以自动控制家电，大大提高了家电使用的智能性。解决了如何提高智能家电***的协同管理效率及智能性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能家电技术领域，特别涉及一种智能家用服务机器人及智能家电***。
背景技术
以往，家庭中的各类电器，如电视、空调、洗衣机、灯等都是单独控制，而且即使是可以通过遥控器进行遥控操作，仍使得人们对家电的控制被限制在一定范围内。
为解决上述问题，随着物联网等科技的发展，诞生了智能家电。人们可以通过无线网络通讯实现对智能家电的远程控制，如人们可以在回家途中通过手机中的软件控制家中的空调开启，从而使得在到家后家中的温湿度达到所需的温湿度，提高了人们居家舒适度。又或者，人们可以通过语音遥控的方式实现对家电的控制，便捷了人们对家电的使用。
然而，目前的智能家电都是独立运行的，且只能实现单一的功能，如扫地机器人只能实现扫地功能，空调只能实现空调的功能等。同时，现今市面上的智能家电缺乏统一的通信协议和标准，不同品牌的产品无法互联互通，一个家庭中的智能家电各自为政，其运作效率、兼容性和扩展性都无法满足现代人对于家居智能化的要求。此外，现有的智能家电都是被动接收指令，无法实现主动的服务请求。这些都使得现有智能家电***的使用受到了限制。
为进一步提高智能家电***的使用满意度，人们企图通过智能机器人来对家中的各个智能家电进行统一管理，人们只需对智能机器人下达指令，智能机器人再按照指令内容控制对应的智能家电即可。如专利申请号为201610053417.3、名称为“一种智能家居***以及机器人的智能家居控制方法”公开了一种智能家居***以及机器人的智能家居控制方法，包括机器人和家居家电***，家居家电***包括智能环境控制***，智能安防***和智能影音控制***中的至少一个；机器人包括中央处理器，其对所述机器人进行整体控制；智能家居控制模块，其确定待操控的家电所适用的红外操控模板并将其存储在存储器中，并基于用户指令生成针对家电的导航指令和用户命令编码；位置导航单元，其接收导航指令，基于机器人中存储的地图信息将机器人导航到待操控的家电所对应的操控位置；以及红外命令输出装置，其接收用户命令编码，基于家电所适用的红外操控模板生成用户命令编码对应的红外脉冲，并向待操控的家电发射红外脉冲。然而这种智能机器人除了统一管理智能家电外没有其他功能，造成了成本浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能家用服务机器人及智能家电***，以至少解决如何提高智能家电***的协同管理效率及智能性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能家用服务机器人，包括通信模块、监控模块和控制模块；所述通信模块用于从用户处接收指令，并根据接收到的指令对家电下达控制信号，以实现家电的功能实现；所述监控模块用于实时监控家电状态和环境状态，并将监控到的家电状态和环境状态反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的所述家电状态和环境状态生成控制指令，并通过所述通信模块将所述控制指令以控制信号的模式下达至家电。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述通信模块包括用户交互单元和家电交互单元；所述用户交互单元包括基于UWB模式的第一下行组和第一上行组，所述第一下行组用于接收用户下达的指令，所述第一上行组用于使用户接收所述家电状态和所述环境状态；所述家电交互单元包括基于ZigBee和/或蓝牙的第二下行组和第二上行组，所述第二下行组用于对家电下达控制信号，所述第二上行组用于获取家电的工作数据。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述用户交互单元还包括语音通信装置和深度学习装置；所述语音通信装置用于接收用户的语音信号，并将所述语音信号转换为内部指令，以及将接收到的家电的工作数据转换为语音信号并进行语音播报以使用户获知所述家电状态和所述环境状态；所述深度学习装置用于对所述语音通信装置接收到的用户的语音信号进行深度学习以提高所述智能家用服务机器人接收语音信号的敏感度和准确度。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述监控模块包括家电监控单元和环境监控单元；所述家电监控单元用于实时监控家电状态，并将所述家电状态反馈至所述控制模块；所述家电状态包括家电耗电量、家电保养维护周期和家电故障异常；所述环境监控单元用于实时监控环境状态，并将所述环境状态反馈至所述控制模块；所述环境状态包括当前的日期、时间、温度、湿度和空气质量。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述环境监控单元包括计时器、温度计、湿度计、空气质量监测器；所述计时器用于获取当前的日期和时间，并对家电保养维护周期进行统计；所述温度计用于获取当前的室内温度；所述湿度计用于获取当前的室内湿度；所述空腔质量监测器用于获取当前的室内空气质量。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述智能家用服务机器人还包括智能学习模块，所述智能学习模块用于根据接收到的用户指令对用户的使用习惯进行学习以形成使用规律，并将所述使用规律发送至所述控制模块以使所述控制模块根据所述使用规律生成控制指令。
可选的，在所述的智能家用服务机器人中，所述智能学习模块进行学习以形成使用规律的方法包括：
对用户指令进行有效区段提取，通过提取的有效区段形成字节为5bit的二进制的指令内容；
获取用户指令的下达时间，形成“下达时间-指令内容”的数据库；
对形成的所述数据库进行分析，获得在同样指令内容下该指令的下达时间规律；
对同样指令的下达方式进行筛选区分，划分为信息指令和语音指令，并统计同样指令下所述信息指令和语音指令的占比，以及所述信息指令和所述语音指令的下达时间规律。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种智能家电***，包括如上任一项所述的智能家用服务机器人。
可选的，在所述的智能家电***中，所述智能家电***还包括至少一个用户客户端，所述智能家用服务机器人与所有所述用户客户端建立无线通信连接。
可选的，在所述的智能家电***中，所述智能家电***还包括至少一个智能家电，所述智能家用服务机器人与所有所述智能家电建立无线通信连接。
本发明提供的智能家用服务机器人及智能家电***，包括通信模块、监控模块和控制模块；所述通信模块用于从用户处接收指令，并根据接收到的指令对家电下达控制信号，以实现家电的功能实现；所述监控模块用于实时监控家电状态和环境状态，并将监控到的家电状态和环境状态反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的所述家电状态和环境状态生成控制指令，并通过所述通信模块将所述控制指令以控制信号的模式下达至家电。通过通信模块获取用户指令并对家电下达控制信号，通过监控模块实时监控家电和环境的状态，通过控制模块自动智能地控制家电，使得智能家用服务机器人除了能够根据用户指令控制多个家电外，还可以将家电和环境的状况反馈至用户，以使用户了解家电状况和环境状况，此外，还可以自动控制家电，大大提高了家电使用的智能性。解决了如何提高智能家电***的协同管理效率及智能性的问题。
附图说明
图1为本实施例提供的智能家用服务机器人的结构示意图；
图2为本实施例提供的智能家电***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的智能家用服务机器人及智能家电***作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实施例提供一种智能家用服务机器人，如图1所示，包括通信模块、监控模块和控制模块；所述通信模块用于从用户处接收指令，并根据接收到的指令对家电下达控制信号，以实现家电的功能实现；所述监控模块用于实时监控家电状态和环境状态，并将监控到的家电状态和环境状态反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的所述家电状态和环境状态生成控制指令，并通过所述通信模块将所述控制指令以控制信号的模式下达至家电。
本实施例提供的智能家用服务机器人，通过通信模块获取用户指令并对家电下达控制信号，通过监控模块实时监控家电和环境的状态，通过控制模块自动智能地控制家电，使得智能家用服务机器人除了能够根据用户指令控制多个家电外，还可以将家电和环境的状况反馈至用户，以使用户了解家电状况和环境状况，此外，还可以自动控制家电，大大提高了家电使用的智能性。解决了如何提高智能家电***的协同管理效率及智能性的问题。
进一步的，在本实施例中，所述通信模块包括用户交互单元和家电交互单元；所述用户交互单元用于接收用户下达的指令，以及使用户接收所述家电状态和所述环境状态；所述家电交互单元用于对家电下达控制信号，以及获取家电的工作数据。
具体的，所述用户交互单元包括基于UWB模式的第一下行组和第一上行组，所述第一下行组用于接收用户下达的指令，所述第一上行组用于使用户接收所述家电状态和所述环境状态；所述家电交互单元包括基于ZigBee和/或蓝牙的第二下行组和第二上行组，所述第二下行组用于对家电下达控制信号，所述第二上行组用于获取家电的工作数据。
由于智能家用服务机器人对于用户和家电的信息收发是不同的，对于用户而言是被动接收信息，并需要将信息转换为控制信号；而对家电而言是主动的，需要将控制信号主动输出至对应的家电中以实现对家电的控制。此外，对于用户交互而言，还需要将智能家用服务机器人接收到的信息输出至用户，因此与用户之间的交互是双向的。本实施例将与用户交互和家电交互分立为两个独立的单元，可以更加高效的实现智能服务，也可以避免数据串扰的可能。
此外，UWB超宽带技术是一种无线载波通信技术，它利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有***复杂度低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低、定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。通过UWB实现智能家用服务机器人和用户之间的交互，使得两者之间的信号不会与其他家电之间的信号等发生串扰，提高通信的稳定性。而利用ZigBee或蓝牙技术实现智能家用服务机器人与家电之间的交互，能够在成本最小化的基础上实现短距离多点之间的互连。
较佳的，在本实施例中，所述用户交互单元还包括语音通信装置和深度学习装置；所述语音通信装置用于接收用户的语音信号，并将所述语音信号转换为内部指令，以及将接收到的家电的工作数据转换为语音信号并进行语音播报以使用户获知所述家电状态和所述环境状态；所述深度学习装置用于对所述语音通信装置接收到的用户的语音信号进行深度学习以提高所述智能家用服务机器人接收语音信号的敏感度和准确度。
通过无线通信装置能够使得用户在较远范围内实现对智能家用服务机器人的控制，如在办公室便可以操控家内的空调等。而通过语音通信装置能够使得家中有人时，仅需与智能家用服务机器人进行正常通话便可以实现相关功能，无需遥控器、手机等的操控，便捷了人们的使用，尤其适合于家中有老人、小孩或残障人士的家庭。
此外，通过深度学习装置对捕获的信号进行分析处理，使得智能家用服务机器人能够识别干扰信号和指令信号，甚至对不同的人群下达的指令信号进行区分，进而有选择的实施指令信号下达的指令，避免了误操作。如可以有效区分人声或电视等音频声音，从而避免其他音频声音字段的干扰。
进一步的，在本实施例中，所述监控模块包括家电监控单元和环境监控单元；所述家电监控单元用于实时监控家电状态，并将所述家电状态反馈至所述控制模块；所述环境监控单元用于实时监控环境状态，并将所述环境状态反馈至所述控制模块。
考虑到家电的监控是通过获取家电的相关数据实现的，而环境监控需要设置相应的硬件以实现测量，因此将家电监控和环境监控分为两个独立的单元，能够有效提高数据的接收效率。
具体的，在本实施例中，所述家电状态包括但不限于家电耗电量、家电保养维护周期和家电故障异常等。所述环境状态包括但不限于当前的日期、时间、温度、湿度和空气质量。
更进一步的，在本实施例中，所述环境监控单元包括计时器、温度计、湿度计、空气质量监测器；所述计时器用于获取当前的日期和时间，并对家电保养维护周期进行统计；所述温度计用于获取当前的室内温度；所述湿度计用于获取当前的室内湿度；所述空腔质量监测器用于获取当前的室内空气质量。
此外，在本实施例中，所述智能家用服务机器人还包括智能学习模块，所述智能学习模块用于根据接收到的用户指令对用户的使用习惯进行学习以形成使用规律，并将所述使用规律发送至所述控制模块以使所述控制模块根据所述使用规律生成控制指令。
具体的，所述智能学习模块进行学习以形成使用规律的方法包括：
对用户指令进行有效区段提取，通过提取的有效区段形成字节为5bit的二进制的指令内容；
获取用户指令的下达时间，形成“下达时间-指令内容”的数据库；
对形成的所述数据库进行分析，获得在同样指令内容下该指令的下达时间规律；
对同样指令的下达方式进行筛选区分，划分为信息指令和语音指令，并统计同样指令下所述信息指令和语音指令的占比，以及所述信息指令和所述语音指令的下达时间规律。
例如，智能学习模块获取用户每天会在晚上七点开启电视观看央视新闻，则智能学习模块形成七点开启电视并播放央视新闻的使用规律，进而控制模块便会控制通信模块在七点开启智能电视并播放央视新闻，无需人员操作，大大提高了智能家用服务机器人的智能性。
需要说明的是，本实施例提供的智能家用服务机器人，除了具备本实施例所述的控制家电及获取家电和环境的状况外，还可以具有其他现有机器人的功能，如扫地、倾倒垃圾、收取快递等。此外，智能家用服务机器人可以依据实际的其他使用功能设置不同的外观，如行走机器人具有滚轮、驱动器和避障装置等。在不违背本发明主旨前提下的其他智能家用服务机器人也应当属于本发明的保护范围。
还需要说明的是，为了实现本实施例提供的智能家用服务机器人的功能，其具体结构及软件的设计为本领域技术人员所熟知的，例如为了实现语音交互功能，智能家用服务机器人需具备麦克风、扬声器和语音识别等；为了实现无线通信功能，需具备天线和信号收发器等。其中各个器件、装置的具体设计本实施例不做限定。
本实施例还提供一种智能家电***，如图2所示，包括本发明提供的智能家用服务机器人。
具体的，在本实施例中，所述智能家电***还包括至少一个用户客户端，所述智能家用服务机器人与所有所述用户客户端建立无线通信连接。在实际应用中，一个智能家用服务机器人可以与多个用户客户端建立连接，用户客户端可以为手机、平板、笔记本电脑，甚至是独立的遥控器等。如此便可以使家庭成员均可以随时随地地控制智能家用服务机器人。
以及，在本实施例中，所述智能家电***还包括至少一个智能家电，所述智能家用服务机器人与所有所述智能家电建立无线通信连接。在具体应用过程中，家电可以包括但不限于智能电视、智能空调、智能洗衣机、智能电饭煲等，品牌也不局限于一种，可以为多种不同品牌的家电，在实现智能家用服务机器人与家电的无线通信连接时，可以根据不同的家电单独进行一一匹配。其中匹配的方式可以为蓝牙、WiFi等。
以下，以一具体使用过程说明本发明提供的智能家用服务机器人及智能家电***。
首先，将智能家用服务机器人与用户手机建立无线通信连接，同时将智能家用服务机器人与家中的各类智能家电进行连接。较佳的，还可以设置智能家用服务机器人的语音唤醒名称，如呼叫“Hi，小智”便可以叫醒智能家用服务机器人的语音服务。当然，在其他实施例中，其名称及呼叫方式可以自行设置，更佳的，还可以通过语音识别确认是否响应呼叫。
之后，用户便可以通过手机来对智能家用服务机器人进行指令的下达，如命令智能家用服务机器人打开空调，并设置为26℃、制冷，则智能家用服务机器人通过无线通信控制空调开启。
当然，也可以通过语音方式下达指令。
在唤醒智能家用服务机器人后，智能家用服务机器人实时监测环境状况，并将实时数据发送至用户手机。较佳的，可以通过整点语音播报的方式将环境状况进行播报。
当有家电开启时，智能家用服务机器人还会实时监测家电工作状况，包括耗电量等。较佳的，智能家用服务机器人还可以统计家电的保养周期，并在快到期时通过发送数据或语音播报的方式提示用户对家电进行保养。
此外，在用户每次控制智能家用服务机器人时，智能家用服务机器人可以根据关键词进行智能学习，包括时间、控制内容、参数设定等。从而通过一段时间的统计和学习能够获取用户的使用习惯。当用户选择为智能控制时，智能家用服务机器人便可以根据获取的使用习惯自动控制家中的家电，无需用户操控，如此，不仅提高了各个家电和智能家用服务机器人之间的协同性，还提升了智能家电***的智能性。
可以得见的是，使用的时间越长，其获得的使用习惯越精准，甚至可以根据工作日和节假日的不同来获取不同的使用习惯，以适应用户的生活习惯。
当然，为了避免智能家用服务机器人的误操作，在进行智能控制前，还可以通过指令请求的方式让用户进行确认。如智能家用服务机器人学习到用户每天晚上5点会开启空调，则在四点半时智能家用服务机器人会发送指令请求至用户手机，使用户确认是否执行五点开启空调，若客户确认，则在5点智能家用服务机器人自动控制空调开启。
综上所述，本实施例提供的智能家用服务机器人及智能家电***，包括通信模块、监控模块和控制模块；所述通信模块用于从用户处接收指令，并根据接收到的指令对家电下达控制信号，以实现家电的功能实现；所述监控模块用于实时监控家电状态和环境状态，并将监控到的家电状态和环境状态反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的所述家电状态和环境状态生成控制指令，并通过所述通信模块将所述控制指令以控制信号的模式下达至家电。通过通信模块获取用户指令并对家电下达控制信号，通过监控模块实时监控家电和环境的状态，通过控制模块自动智能地控制家电，使得智能家用服务机器人除了能够根据用户指令控制多个家电外，还可以将家电和环境的状况反馈至用户，以使用户了解家电状况和环境状况，此外，还可以自动控制家电，大大提高了家电使用的智能性。解决了如何提高智能家电***的协同管理效率及智能性的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能家用服务机器人，其特征在于，包括通信模块、监控模块和控制模块；所述通信模块用于从用户处接收指令，并根据接收到的指令对家电下达控制信号，以实现家电的功能实现；所述监控模块用于实时监控家电状态和环境状态，并将监控到的家电状态和环境状态反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的所述家电状态和环境状态生成控制指令，并通过所述通信模块将所述控制指令以控制信号的模式下达至家电。
2.根据权利要求1所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述通信模块包括用户交互单元和家电交互单元；所述用户交互单元包括基于UWB模式的第一下行组和第一上行组，所述第一下行组用于接收用户下达的指令，所述第一上行组用于使用户接收所述家电状态和所述环境状态；所述家电交互单元包括基于ZigBee和/或蓝牙的第二下行组和第二上行组，所述第二下行组用于对家电下达控制信号，所述第二上行组用于获取家电的工作数据。
3.根据权利要求2所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述用户交互单元还包括语音通信装置和深度学习装置；所述语音通信装置用于接收用户的语音信号，并将所述语音信号转换为内部指令，以及将接收到的家电的工作数据转换为语音信号并进行语音播报以使用户获知所述家电状态和所述环境状态；所述深度学习装置用于对所述语音通信装置接收到的用户的语音信号进行深度学习以提高所述智能家用服务机器人接收语音信号的敏感度和准确度。
4.根据权利要求1所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述监控模块包括家电监控单元和环境监控单元；所述家电监控单元用于实时监控家电状态，并将所述家电状态反馈至所述控制模块；所述家电状态包括家电耗电量、家电保养维护周期和家电故障异常；所述环境监控单元用于实时监控环境状态，并将所述环境状态反馈至所述控制模块；所述环境状态包括当前的日期、时间、温度、湿度和空气质量。
5.根据权利要求4所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述环境监控单元包括计时器、温度计、湿度计、空气质量监测器；所述计时器用于获取当前的日期和时间，并对家电保养维护周期进行统计；所述温度计用于获取当前的室内温度；所述湿度计用于获取当前的室内湿度；所述空腔质量监测器用于获取当前的室内空气质量。
6.根据权利要求1所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述智能家用服务机器人还包括智能学习模块，所述智能学习模块用于根据接收到的用户指令对用户的使用习惯进行学习以形成使用规律，并将所述使用规律发送至所述控制模块以使所述控制模块根据所述使用规律生成控制指令。
7.根据权利要求6所述的智能家用服务机器人，其特征在于，所述智能学习模块进行学习以形成使用规律的方法包括：
对用户指令进行有效区段提取，通过提取的有效区段形成字节为5bit的二进制的指令内容；
获取用户指令的下达时间，形成“下达时间-指令内容”的数据库；
对形成的所述数据库进行分析，获得在同样指令内容下该指令的下达时间规律；
对同样指令的下达方式进行筛选区分，划分为信息指令和语音指令，并统计同样指令下所述信息指令和语音指令的占比，以及所述信息指令和所述语音指令的下达时间规律。
8.一种智能家电***，其特征在于，包括如权利要求1~7任一项所述的智能家用服务机器人。
9.根据权利要求8所述的智能家电***，其特征在于，所述智能家电***还包括至少一个用户客户端，所述智能家用服务机器人与所有所述用户客户端建立无线通信连接。
10.根据权利要求8所述的智能家电***，其特征在于，所述智能家电***还包括至少一个智能家电，所述智能家用服务机器人与所有所述智能家电建立无线通信连接。
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